人工免疫在数字视频篡改取证中的应用

目前,互联网充斥着大量真伪难辨的数字视频,不但会造成虚假信息的放肆传播,也会威胁社会稳定发展。现有方法由于应用手段的限制,存在着数字视频篡改平均检测时间过长、检测率过低的问题,故提出基于人工免疫的数字视频篡改取证方法研究。引入人工免疫原理构建动态取证模型,以此为基础,提取原始数字视频的MI-SIFT特征,剔除误匹配点,制定当前帧篡改区域确定程序,结合当前帧为篡改帧,后续帧大概率也为篡改帧特性,采用时空上下文目标跟踪算法对后续帧篡改区域进行确定,对数字视频篡改检测证据进行传输及其封装,即可实现数字视频篡改的取证。实验数据显示：与现有方法相比较,提出方法数字视频篡改平均检测时间得到了大幅度的缩短,检测率也明显的提升了,充分证实了提出方法应用性能更佳。     

基于核主成分分析的图像模糊篡改检测算法

现有的图像模糊篡改检测算法通常提取模糊操作引入的某单一特征进行判断,为更好地提高算法检测效率,提出基于核主成分分析的模糊篡改检测算法.通过奇异值分解提取第一组特征,计算图像二次模糊相关性作为第二组特征,计算图像质量因子作为第三组特征.运用核主成分分析方法实现多特征融合.采用支持向量机进行判断,从而实现模糊篡改检测.实验表明:该算法能够有效地检测数字篡改图像的模糊操作痕迹,并能对模糊篡改区域进行准确定位.     

基于言语情境分析的数字语音篡改检测

针对使用拼接手段的数字语音篡改,提出一种基于言语情境分析的篡改检测方法。该方法从背景噪声分析和说话人状态特征分析两方面入手,把语音信号分为语音部分和静音部分,对包含噪声的各个静音片段各帧提取时域和频域特征,对各语音片段提取韵律特征和音质特征,并分别基于贝叶斯信息准则检测特征的跳变点,通过综合判断得到篡改检测结果。实验结果表明,该方法能够比较准确地检测和定位语音拼接点。     

基于边缘异常与压缩跟踪的视频抠像篡改检测

近年来视频的真实性认证成为信息安全领域的一个研究热点。视频的篡改方式多种多样,为了有效判断视频中某个目标的出现是否真实,提出一种视频抠像的篡改检测方法。由于成像设备CFA插值的存在,使得像素存在一定的邻域相关性。为此,提取视频的帧序列,对图像帧进行Sobel边缘检测,计算边缘点4个方向上像素值的偏差来检测边缘点,确定异常边缘点,定位篡改区域,并对篡改区域进行学习,结合压缩跟踪算法快速查找时域上帧的篡改范围,当目标消失跟踪结束之后,在目标出现的最后一帧再次进行异常边缘检测,与最初检测到的异常区域进行对比,查看检测结果是否一致。实验结果表明,该算法大幅提高了检测效率,并且准确率较高。     

基于多尺度互信息量的数字视频帧篡改检测

针对单镜头视频时域篡改问题,提出一个以内容相似性为基础的视频篡改被动盲检测算法。通过高斯金字塔变换获得视频帧的3种尺度视觉内容,根据信息论定义相邻两帧的归一化平均互信息,采用线性组合构建多尺度归一化互信息描述子,实现相邻两帧多尺度视觉内容相似性的度量。利用局部离群点检测算法计算视觉内容相似性异常度,使用阈值法检测视频篡改位置。实验结果表明,该算法不仅能有效地检测出视频帧删除、复制以及插入3种篡改的位置,而且适用于不同编码格式视频间和同源的篡改。在检准度和检全率上优于现有的时域篡改检测算法。     

鲁棒的数字语音取证算法

提出数字语音信号的FDCR(frequency domain coefficient residuals)特征,分析该特征对信号处理操作的鲁棒性和恶意攻击的脆弱性.将语音信号分帧、帧号映射为二进制的水印序列,通过量化FDCR特征的方法将水印嵌入到载体信号中.提取端通过判断提取帧号是否完整来对各帧内容进行取证,篡改定位.实验结果表明了该算法的不可听性、鲁棒性以及对于恶意攻击的篡改定位能力.     

低频快速切比雪夫矩的篡改图像检测算法

针对图像复制粘贴篡改的检测及篡改区域定位的研究,提出了一种低频快速切比雪夫矩的篡改图像检测算法.首先用非抽样小波变换对图像分解,选取图像的低频部分进行重叠分块,提取改进的低频快速切比雪夫矩做为特征向量,然后采用PatchMatch算法对提取的块特征匹配,最后用稠密线性拟合算法去除误匹配并且用形态学操作完成最后的篡改区域定位.与现有的篡改图像检测算法相比,所提出的算法对于单区域篡改、单区域多次篡改以及多区域篡改均具有较好的定位效果,并且减少了算法的运行时间,提高了实时性.     

基于压缩感知的视频双水印算法研究

针对数字视频的内容保护与帧内、帧间篡改检测的难题,采用压缩感知理论提取视频的内容特征作为水印,提出一种双水印的视频保护和篡改检测算法。首先,利用压缩感知过程提取I帧宏块的内容特征,生成半脆弱的内容认证水印;然后,对帧序号进行二值运算,生成完整性水印;最后,利用压缩感知信号重构OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法把生成的双水印嵌入到I帧和P帧相应宏块的DCT高频系数的压缩测量值中,以此提高视频水印的抗攻击能力,并实现对视频篡改的检测。仿真实验表明,所提算法对视频帧内篡改具有精确定位到子块的检测能力;同时对帧插入、帧删除、帧交换等类型的视频帧间篡改具有很强的检测能力。     

一种针对手写体图像的取证算法

数字图像取证是信息安全领域的研究热点.在手写体图像方面,现有的取证算法对于图像采用各种重采样技术的篡改,其检测效果并不理想.在本文中,我们根据源区域和篡改区域的特征值不变性,提出一种简单有效的盲取证算法.该算法实现了手写体图像篡改的自动检测和篡改区域的定位,并且比现有的重采样检测方法对相同的手写体图像具有更好的检测率,尤其是在图像中的字有模糊、缺损的情况下检测的优势更明显.实验结果表明,对于经过各种重采样处理的手写体图像,该算法比现有取证算法的检测率高20%,当虚警率小于1%时,本算法的检测率达96.9%以上.     

基于压缩感知的视频异源篡改检测

考虑到视频序列固有噪声特征的特点,提出一种基于压缩感知的视频异源篡改检测算法。提取视频中每帧图像的噪声信息并建立噪声矩阵,通过引入压缩感知理论对噪声矩阵进行压缩,极大地降低每帧图像噪声信息的冗余度,对压缩噪声矩阵使用[cos]相似性衡量,得到帧图像间的相似度矩阵,并构造篡改度量,利用参数模型对视频的异源篡改图像进行检测。实验表明提出算法能以较小的压缩比对视频序列中的异源篡改位置进行有效检测,并得到比现有两种算法更高的篡改检测准确率。     

多特征决策融合的音频copy-move篡改检测与定位

目的 随着各种功能强大的音频编辑软件的流行,使得不具备专业知识的普通用户也可以轻松随意地对数字音频文件进行编辑甚至是恶意篡改,这给数字音频的鉴真带来了极大挑战。其中,copy-move篡改是将同一段音频中的部分区域复制粘贴到其他部分,从而实现对音频的语义篡改。由于其篡改片段的特性与原始音频文件匹配度极高,导致检测难度极大,已成为音频取证领域的一个研究热点。然而,现有研究大多基于语音端点检测技术,只能检测出整个有声片段是否发生篡改,而无法准确定位篡改的具体位置。为此,本文提出一种基于多特征决策融合的音频copy-move篡改检测与定位方法。方法 首先利用基于谱熵法的语音端点检测技术将音频划分为若干静音段和有声段,并基于能熵比方法进一步对有声段进行字节分割;然后提取每个字节的基音频率特征、颜色自相关图特征和短时能量特征,并利用动态时间规整距离计算任意两个字节在基音频率特征上的相似度,采用余弦距离计算两个字节在颜色自相关图特征上的相似度,利用短时能量和差值计算两个字节在短时能量特征上的相似度;最后基于多特征决策融合准确定位篡改位置。结果 在相关数据集上的对比实验结果表明,本文提出的多特征决策融合方法在精确率和召回率上均优于对比方法,达到了90%以上。在检测的精确率上平均提升了约16%,在召回率上平均提升了约26%。此外,在定位的精准度上平均提升了约45%。而且,在对数据集进行一些常规信号处理攻击后,本文方法仍可以达到94%以上的检测准确率和召回率,且在检测的精确率上平均提升了约16%,在召回率上平均提升了约31%。结论 本文方法不仅具有更高的检测精确率、召回率和定位精准度,而且对常规信号处理攻击也具有更好的鲁棒性。     

Speech authentication system using digital watermarking and pattern recovery

The objective of this paper is to detect speech forgery using digital audio watermarking and pattern recovery techniques. A digital watermark pattern has been attached with the speech signal to detect three kinds of alterations or forgeries such as substitution, insertion, and removal. The watermark pattern will be modified if some changes have been made to the speech contents. Modification and forgery can be measured and detected by pattern recovery. The proposed method uses the cyclic pattern embedding to overcome synchronizing problems of previous detection techniques. In addition, pattern recovery enhances the robustness to compression. This method has been tested and verified using six recording devices, which was used for collecting verbal data. The speech signals were sampled at the rate of 8 kHz and digitized at 16 bits resolution. Randomly chosen regions were substituted, removed, and compressed in MP3 at the rate of 16 kbps as well as in CELP at the rate of 11.5 kbps. The experiment shows the perfect detection for three kinds of forgeries and it proved the validity of the proposed method.     

抗MP3压缩的自适应音频盲水印算法

提出一种可抵抗MP3压缩的稳健的数字音频盲水印算法。该算法通过对音频小波域的近似分量进行分段以嵌入水印。水印提取时按音频特征实现自适应重分段,同时自动调整提取强度,解决了音频特征在MP3压缩前后不一致的矛盾,并实现了盲提取。实验结果显示该算法能有效抵抗MP3压缩、重采样、低通滤波和叠加白噪声等多种攻击。     

基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法

MP3是目前应用最为广泛的音频格式。然而,利用各种音频编辑软件可以很方便地对MP3音频文件进行篡改。通过对相邻压缩次数形成的MP3音频之间量化后的MDCT系数不相同的个数进行统计分析,提出了一种基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法。该方法有助于MP3音频文件的篡改取证。实验结果表明,该方法具有较好的检测率。     

Window switching strategy based semi-fragile watermarking for MP3 tamper detection

MP3 is a promising carrier format for covert communication, and how to secure its fidelity and integrity is a significant problem. In this paper, we propose a semi-fragile MP3 watermarking method for tamper detection by exploiting the rule of window switching during encoding. The method carries out embedding by establishing a mapping relationship between the type of window and the MD5 of authentication information. Moreover, we design a tamper detection method by analysing the watermark bits sequence. The experimental results show the effectiveness of the proposed method in terms of accuracy for tamper detection, time efficiency, imperceptibility and advisable robustness with compressed MP3 audio.     

Steganalysis for MP3Stego using differential statistics of quantization step

MP3Stego is a typical steganographic tool for MP3 audio, which embeds secret message into MP3 audio according to the parity of the block length. In this paper, a detection method for MP3Stego based on the differential statistics of quantization step is present. By analyzing the algorithm of MP3Stego, we find that the quantization step which is an important parameter of MP3 encoding is affected during embedding. The standard deviation of the second-order differential sequence from quantization step is adopted as the classification feature. Experimental results indicate that the proposed algorithm is effective in detecting MP3Stego and can achieve better detection performance than the existing algorithms.     

基于Blakley方案的音频水印分存算法

提出了一种基于Blakley密钥共享方案的音频水印分存算法。算法将密钥分存的思想引入到音频水印算法中,将水印分存到音频数据的不同段中,检测时只需提取出部分水印信息就可以恢复出原始水印。算法同时采用了Bark码来解决剪切攻击带来的同步问题,并利用逼近信号统计特征和纠错码技术来提高算法的鲁棒性。实验证明,算法具有较强的抗剪切攻击能力。     

抗随机剪切的小波域音频水印算法

提出一种基于离散小波变换的有效抵抗随机剪切的鲁棒性音频水印算法。该方法首先把音频信号划分为若干个包含相同采样点的帧;然后对每帧进行小波变换,提取小波低频系数并计算相应的绝对平均值;最后根据每帧绝对平均值与低频系数比较的结果,将经过Arnold变换后的二值图像嵌入到小波低频系数中。该算法在对水印进行提取和检测时不需要原始音频。实验结果表明,提出的方法在抵抗各种音频处理（如高斯噪声、MP3压缩、重采样、去噪处理、随机剪切、抖动攻击等）性能良好,尤其是抵抗音频信号的恶意剪切攻击鲁棒性更强。     

基于静态行为轨迹的异常特征检测技术

针对现有程序静态异常特征检测中存在的对未知变种识别率低的问题,本文提出一种基于静态行为轨迹的特征提取与检测方法,特征建模阶段采用变长n-gram算法对样本的函数调用序列进行特征建模,并从中提取异常特征。检测阶段,通过对函数调用序列的分片所生成的轨迹段与特征库中的序列段进行匹配,并将可信度加入判决值的计算中,与判决阈值做比较,以克服静态基于字节序列的特征码检测误报率较高的缺陷。实验表明,基于静态行为轨迹的异常特征检测技术具有较高的准确率和较低的误报率。     

MP3压缩域音频的自适应水印算法

针对MP3编码方式和帧结构进行分析,利用帧中的比例因子提出了一种压缩域水印算法。算法通过引入帧变化分析步骤,很好地实现了水印的自适应嵌入。对于不同的系统要求,还可以通过修改门限信噪比的值[SNRlim]按需进行水印嵌入,使算法具有更大灵活性。同时在牺牲一定的嵌入空间前提下,实现了水印信息的自同步。实验表明,对于不同风格的音乐,该水印算法具有很好的不可听性。